新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望_曾博
新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来发展探讨
新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来发展探讨摘要：社会供电作为整体资源能源消耗的一个重要部分，减少这一项目的能源资源消耗可以最大限度的降低污染能源和非再生能源的使用量，保护自然环境和生态平衡。
在下文当中，笔者将对新能源电力系统中需求侧响应关键问题与其未来的发展进行研究分析，提高新能源电力系统供电的稳定性和供电质量。
关键词：新能源供电；供电质量；侧响应系统；关键问题；技术发展所谓新能源电力系统的侧响应系统就是指智能控制系统、自动化控制系统、通信系统等依托于先进技术建立起来的辅助电力系统运行的相关系统。
侧响应系统的使用可以提高新能源电力系统供电的安全性、系统的可控性和自动化程度，但这类系统的接入会影响电力系统本身的供电质量和品质，如果能够采取更为有效的方案解决需求侧响应系统的相关应用问题，就可以全面发挥其优势，提高新能源发电系统的运行效率和运行质量。
一、新能源电力系统特点分析新能源电力系统所采用的发电能源是清洁的可再生能源，比如风能、太阳能等。
新能源电力系统的使用优化了社会发电能源结构，降低了社会用电对环境的影响，但从系统的实际应用效果来看，还存在一些问题，例如受自然因素影响作用大、相关技术还不够成熟等等。
总体来说，新能源发电系统具有以下几个较为明显的特点：（一）双侧随机性传统电力系统的规划设计主要受到用电负荷的影响，这也是系统设计和控制调节的主要考虑因素。
但是新能源发电系统具有明显的间歇性，所以，无论是供电方面，还是电力需求方面，该类系统都有明显的随机性特点，也就是双侧随机性。
新能源发电系统在设计时，不仅要考虑到供电需求，还需要考虑到发电能源供应方面的特点，其控制与管理也需要考虑到上述两点。
（二）不可控性新能源发电系统，如风能发电，太阳能光伏发电等，受自然因素影响严重，而且系统设备比较多，设备分布较为分散，且广泛，控制要求高，存在很多的潜在的干扰因素。
因此，对系统的任何操作和调节，都可能受到某种因素的影响，比如光照流失、风力不足、生物因素等等，因此该系统具有强烈的不可控性，系统稳定性比较低，安全风险也比较高。
新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·14·2022年第10期文章编号：2095－6835（2022）10－0014－03新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望肖尧（南方电网广东广州供电局客服中心，广东广州510620）摘要：化石能源短缺和节能减排的双重压力促使中国能源发展方式亟待转型调整。
新能源发电规模扩大，传统电网朝着新能源方向发展，极大影响运行控制效益。
分析了需求侧响应关键问题，仅供参考。
关键词：新能源电力系统；需求侧响应；关键问题；未来展望中图分类号：X77；TQ1文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2022.10.005气候环境变化问题日益严峻，注重发展新能源发电模式，已经成为现代发展重点。
按照相关数据可知，中国风电装机率、太阳能发电装机率均呈现出倍数增长趋势[1]。
采用新能源发电模式后，会显著影响电力系统运行控制效果。
1需求侧响应对新能源电力系统的作用分析1.1需求侧响应资源与分类在物理形态、使用习惯方面，终端负荷具备显著差异，导致需求侧响应用户呈现出多种响应特征与响应能力。
按照不同角度，将需求侧响应资源分为多种类型：①根据用户类别，划分为工业负荷、居民负荷、商业负荷、其他负荷。
②根据响应特性，划分为可平移负荷、可转移负荷、可削减负荷。
在特定周期内，可转移负荷的总用电量不变，可以灵活调节不同时段用电量；平移负荷会受到生产生活流程限制，在不同时间段内，平移用电曲线，该类资源包括工业流水线设备；按照实际需求，削减用电量负荷，该类资源涉及到大型洗衣、居民空调、农村灌溉设备等[2]。
③根据能量流向划分，包括双向互动资源、单向可调节资源。
对于双向互动，主要是电能输出功能负荷，涉及到储能设备、电动汽车、分布式电源等；针对单向可调节来说，在用电功率上、运行时间上，具备可控性纯用电单元。
④根据调节目标，划分为削峰型资源、填谷型资源。
综合需求响应研究综述及展望
综合需求响应研究综述及展望随着能源供需矛盾的日益凸显，以及电力市场的不断发展，综合需求响应在能源领域的应用越来越受到。
本文将对综合需求响应进行全面综述，分析其发展现状、问题与挑战，并展望未来的发展趋势和研究方向。
综合需求响应（Integrated Demand Response，简称IDR）是指通过价格信号、激励机制等手段引导用户优化用电方式，在满足基本用电需求的前提下，实现电力资源的合理配置和高效利用。
综合需求响应的意义在于提高电力系统的灵活性、可靠性和经济性，是智能电网发展的重要方向之一。
综合需求响应起源于美国，最初是为了应对2000年左右的电力危机而提出的。
自那时以来，综合需求响应得到了广泛应用，并逐渐发展成为电力市场的重要组成部分。
目前，全球多个国家和地区都在积极推动综合需求响应项目，其中最具代表性的是美国的DR计划和欧洲的DSO计划。
我国自“十二五”规划以来，也大力推动综合需求响应的发展。
多个城市开展了综合需求响应试点工作，通过给予用户相应的补贴和优惠政策，引导用户参与电力需求侧管理。
随着电力市场的逐步开放和能源结构的调整，我国对于综合需求响应的需求还将不断增长。
尽管综合需求响应具有明显的优势和应用前景，但在实际推行过程中仍然存在诸多问题和挑战。
其中，最主要的问题是市场机制不健全和政策支持不足。
当前，许多综合需求响应项目的运营主体仍然是政府机构或国有企业，市场化的运作模式尚未完全建立。
政策支持也不足，很多用户对于综合需求响应的认识和了解程度不够，缺乏参与的积极性和动力。
未来的研究方向和可行性在于，进一步完善综合需求响应的市场机制和管理制度，加强政策宣传和用户教育，提高用户参与度和积极性。
同时，还需要加强技术创新和研发，提高综合需求响应的技术水平和应用效果。
例如，可以利用大数据、云计算、物联网等技术手段，实现电力需求侧管理的智能化和精细化；还可以探索综合需求响应与其他能源管理技术的融合，如储能技术、分布式能源等。
新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望
新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望发布时间：2022-08-23T07:15:10.539Z 来源：《新型城镇化》2022年17期作者：张旋[导读] 电网由发电厂、输电线路和用户等部分组成，各部分之间的通信非常复杂。
智能电网有效地完成了这一任务。
国家电投集团湖北新能源有限公司湖北武汉 430070摘要：在全球能源危机与环境保护的双重压力下，综合能源系统(IntegratedEnergySystem，IES)应运而生。
IES是实现多种异质能源子系统协同发展、互补互济和能源梯级利用的重要形式，对提高社会能源利用率、促进清洁能源消纳、减轻环境污染具有重要意义。
需求响应作为实现IES供需协同互动的关键手段，能够充分发挥用户侧资源调节潜力，促进系统低碳经济运行。
关键词：新能源电力系统；需求侧响应；关键问题；未来展望引言电网由发电厂、输电线路和用户等部分组成，各部分之间的通信非常复杂。
智能电网有效地完成了这一任务。
新兴的智能电网是未来一代的“能源网络”。
通过改进传统电网网络，使其在信息和通信技术方面更具优势，尤其是将无线通信集成到电网中，以实现自动化、主动运行和高效的需求响应，以及智能电网中的负荷和能量管理。
智能电网是信息技术、通信和电力系统工程的最重要组成部分，旨在为电力系统提供更多条件和能量。
这些功能使供电公司能够准确预测、监测和控制整个电网的电能分布。
智能电网支持双向通信，便于对客户进行实时计量。
它还允许实用程序控制用电设备负荷，以便将系统参数保持在安全范围内。
1.需求侧响应资源与分类在物理形态、使用习惯方面，终端负荷具备显著差异，导致需求侧响应用户呈现出多种响应特征与响应能力。
按照不同角度，将需求侧响应资源分为多种类型：①根据用户类别，划分为工业负荷、居民负荷、商业负荷、其他负荷。
②根据响应特性，划分为可平移负荷、可转移负荷、可削减负荷。
在特定周期内，可转移负荷的总用电量不变，可以灵活调节不同时段用电量；平移负荷会受到生产生活流程限制，在不同时间段内，平移用电曲线，该类资源包括工业流水线设备；按照实际需求，削减用电量负荷，该类资源涉及到大型洗衣、居民空调、农村灌溉设备等。
含高比例新能源的电力系统需求侧负荷调控关键技术及工程应用
含高比例新能源的电力系统需求侧负荷调控关随着新能源的逐步发展和应用，电力系统所面临的挑战也越来越大，特别是在含高比例新能源的电力系统中，需求侧负荷调控成为了重要的问题。
本文就关于此问题分析其背景、原因及解决方案。
一、背景新能源是对传统化石能源的替代技术，能够减少对环境的污染，使能源消耗更加节约和可持续，因而受到越来越多的关注。
在国内外新能源的普及和应用进程中，电力行业扮演着重要的角色，其面临的关键问题主要是如何使新能源得到充分利用的同时保障电力系统的可靠性和安全性。
二、原因含高比例新能源的电力系统面临的问题有以下几个方面：1、新能源资源不稳定性：新能源是不可控的发电方式，其资源具有时空的不确定性，尤其是风能和光电能，立功率和容量因此也会有波动。
2、启停成本高：新能源发电机组部署在区域之外，远离中心负荷，输电和新建输电线路带来的巨额线路建设费和输电损耗，尤其是对于海上风电等困难地段的建设，也需要消耗大量的资金和时间。
3、传统火电发电调峰能力弱：传统的火电发电在调峰方面存在一定的困难，如果新能源的数量增加，就会导致火电发电的控制失灵，从而无法保证电力系统的稳定性。
4、电力市场的不足：电力市场的功能和模式不足以支持新能源的完全应用，其在市场化方面的体制以及技术规范与非渠道化市场相比相差较大，需要进一步补充完善。
三、解决方案1、储能技术的应用：随着电池技术的进步和成本的降低，储能技术将会发挥更加重要的作用。
储能可以平衡新能源等不稳定电源与负荷的差异，减少峰值误差，提高电力系统的可靠性。
2、需求侧响应：需求侧响应是指在供电侧不变的情况下调整用户的用电方式和用电行为以适应电网负荷变化的程序。
鼓励用户在平峰、谷电的时段使用电器，可以使市场更加清晰，从而更好的保障新能源的发展和应用。
3、适度扩大电力市场：现行的电力市场模式和体制需要进一步加强监管和规范。
推广市场化机制，鼓励竞争，加强监管力度和资金投入，更好地配合新能源的发展。
电力需求响应发展现状与政策建议
电力需求响应发展现状与政策建议今年受高温天气影响，全国多地出现电力缺口。
在当前电力供需紧平衡状态下，电力需求响应已经成为当前调节供需平衡的重要措施。
同时，随着“双碳”目标的提出，新能源替代化石能源已是必然趋势，构建新型电力系统的任务十分迫切，对提升电力系统灵活性调节能力提出了更高需求，发展电力需求响应是构建新型电力系统的重要组成部分。
一、电力需求响应发展现状（一）基本概念需求响应（demand response，DR）指电力用户针对需求响应实施机构发布价格信号或激励机制做出响应，并改变自身用电模式的市场化参与行为。
具体来说，就是在电能供应和使用必须实时平衡的电力系统中，新能源出力波动、极端天气及可靠性事件等导致系统在局部地区、时段出现缺电或者调峰能力不足情况时，由需求响应实施机构组织用户或者负荷聚合商按照不同响应级别调节自身用电功率，并根据电价或者激励政策获得一定收益。
总体上，需求响应按照驱动方式可分为价格型和激励型两类。
价格型需求响应是指通过电价政策引导用户主动改变自身消费行为，包括分时电价、实时电价及尖峰电价等；激励型需求响应是指直接采用激励政策和补偿方式，引导用户参与系统所需的负荷调整项目，包括直接负荷控制、可中断负荷等。
（二）发展历程世界范围内来看，美国电力市场环境开放，从20世纪70年代初开始最先启动电力需求响应技术研究和试点，是世界上实施需求响应项目最多、种类最齐全的国家。
欧洲、日本、澳大利亚等地区先后广泛开展试点研究，均已形成相对成熟的经验。
21世纪初，电力需求响应的概念引入我国，2012年，北京市、苏州市、唐山市、佛山市四个城市被确定为首批电力需求侧管理城市综合试点，上海市为需求侧响应试点，分别实施了项目试点工作并逐步发展形成规模。
国家层面相继出台政策文件，2015年《关于有序放开发用电计划的实施意见》首次提出逐步形成占最大用电负荷3%左右的需求侧激动调峰能力；今年出台的《“十四五”现代能源体系规划》要求，力争到2025年，电力需求侧响应能力达到最大负荷的3%-5%。
新型电力系统面临的挑战及关键技术
新型电力系统面临的挑战及关键技术1. 新型电力系统面临的挑战技术挑战：新型电力系统的关键技术包括新能源接入、储能技术、智能调度与控制、信息通信技术等。
这些技术的发展和应用需要解决许多技术难题，如如何实现新能源的高效并网、如何提高储能技术的性能和成本效益、如何实现智能调度与控制的精确性和实时性等。
经济挑战：新型电力系统的建设和运行需要较高的投资成本，而且其经济效益受到市场供需变化、政策支持等多种因素的影响。
如何在保证系统安全稳定运行的前提下，降低投资成本和提高经济效益，是新型电力系统面临的一个重要挑战。
政策挑战：新型电力系统的建设和发展需要政府的支持和引导。
各国政府在能源政策、法规标准等方面的差异，给新型电力系统的推广和应用带来了一定的困难。
如何协调各方利益，制定有利于新型电力系统发展的政策和法规，是新型电力系统面临的一个重要挑战。
网络安全挑战：新型电力系统的运行依赖于大量的信息通信技术，这就使得网络安全问题变得尤为重要。
如何确保新型电力系统的信息安全，防止网络攻击和数据泄露，是新型电力系统面临的一个重要挑战。
环境挑战：新能源的开发利用对环境产生一定的影响，如土地资源的占用、生态环境的破坏等。
如何在发展新型电力系统的同时，保护环境、实现可持续发展，是新型电力系统面临的一个重要挑战。
1.1 能源转型与供需平衡随着全球气候变化和环境问题日益严重，各国纷纷提出了能源转型的目标，以实现可持续发展。
新型电力系统作为能源转型的关键基础设施，需要在保障能源供应的同时，兼顾环境保护和资源利用效率。
在这一背景下，新型电力系统面临着诸多挑战，其中之一便是如何实现能源转型与供需平衡。
新型电力系统需要在能源结构上实现多元化，传统的化石能源在满足能源需求的同时，排放大量温室气体，加剧了全球气候变暖。
新型电力系统需要大力发展清洁能源，如太阳能、风能、水能等，以替代化石能源，减少温室气体排放。
清洁能源的不稳定性和间歇性给电力系统的调度和管理带来了很大挑战。
新能源电力系统中需求侧响应技术应用及发展探析
新能源电力系统中需求侧响应技术应用及发展探析[摘要]伴随国民经济持续发展，我国电力消费总量呈持续增长趋势之下，为能够积极推进着新能源整个领域实施结构性的改革，促进能源与信息之间实现深度的融合，便需持续推进着新能源技术的发展，注重新能源型电力系统当中更好地应用及发展需求侧响应（DR）技术。
故本文主要探讨新能源型电力系统当中需求侧响应（DR）技术有效应用与其发展，仅供业内参考。
[关键词]电力系统；需求侧；新能源；响应技术；应用发展；前言：为更好地应对于我国当前电力能源需求量的持续增长局面，我国大力推进着新能源型电力系统的开发及其应用，这就需提高对需求侧响应（DR）技术应用重视度。
1、关于新能源型电力系统基本特征与其需求侧响应作用阐述1.1在系统特征层面新能源型电力系统基本特征集中表现于随机性、智能性这两个层面，详细如下：一是，针对随机性特征。
新能源型电力系统当中，负荷侧和发电侧有较强随机性，新能源式发电，促使原电力系统总体发电的单位数量改变，系统当中可调度容量及其调度电力实际占比均呈减少趋势，电力系统自身随机的扰动性提高，致使电力系统总体可控性被削弱；二是，针对智能性特征。
新能源型电力系统具体实现，其需智能化各种设备起到支撑作用，包含着新能源的发电并网及需求侧响应，且需依靠着大数据、云计算、智能控制及管理系统、网络信息化系统等，实现智能化设施设备和传统的电力系统相应调度方法联合，增强新能源型电力系统总体智能性。
1.2在需求侧响应作用层面新能源型电力系统之下，以调控机制及其实现手段差异为基础，需求侧响应针对新能源型电力系统实际运行过程有着不同作用。
那么，从其分时电价及尖峰电价层面价格类型需求侧响应分析，由于控制信号响应控制周期均经小时级予以规划设定，其负荷无法结合新能源具体应用情况而实现及时响应，以至于新能源的发电短时强烈波动所致并网困难层面问题无法得以解决。
故而，新能源型电力系统具体应用期间，需借助价格类型需求侧响应而满足其运行过程高效、可靠、稳定及安全需求[1]。
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２）不可控 性。 电 力 系 统 是 一 个 受 控 设 备 众 多、
关 键 词 ：新 能 源 电 力 系 统 ；需 求 侧 响 应 ；交 互 影 响 ；关 键 技 术 ；保 障 机 制
０ 引 言
随着化石能源减少及气候变化问题的日益凸 显，积极发展风光等 新 能 源 发 电 已 成 为 世 界 各 国 的 普遍共识。根据权 威 统 计，中 国 风 电 和 太 阳 能 发 电 装 机 在 过 去 的 ５ 年 分 别 增 长 了 ２．６ 倍 和 ５６ 倍 ，累 计 装机达到１１４．６１ＧＷ 和 ２８．０５ＧＷ［１］，分 列 世 界 第 一和第二位。可以 预 见，未 来 新 能 源 电 力 必 将 由 当 前的补充性能源快速发展并最终成为能源结构中的 重要组成部分 。 ［２］
曾 博 ，等 新 能 源 电 力 系 统 中 需 求 侧 响 应 关 键 问 题 及 未 来 研 究 展 望
种发电类型结合，有 效 克 服 因 新 能 源 发 电 随 机 性 及 其与用电活动的时间不匹配性对电力系统运行造成 的不利影响 。 ［６］
由于 上 述 特 征 的 存 在，单 纯 依 赖 供 应 侧 资 源 的 模式要满足新能 源 电 力 系 统 运 行 可 靠、安 全、经 济、 高效的要求是十分 困 难 的，因 此 必 须 挖 掘 新 的 可 用 资 源 ，在 实 现 上 述 目 标 的 前 提 下 ，促 进 新 能 源 的 高 效 利用。ＤＲ 作 为 一 类 市 场 化 运 作 手 段，通 过 鼓 励 电 力用户主动改变自 身 用 电 行 为，达 到 与 供 应 侧 资 源 相同的效 果 。 ［５］ 作 为 虚 拟 的 可 控 资 源，ＤＲ 可 与 多
收 稿 日 期 ：２０１５－０４－０８；修 回 日 期 ：２０１５－０７－２１。 国家自然科学基金资助项目（７１２７１０８２）；中央高 校 （２０１５ＱＮ０１）。
１０
分布广泛、控 制 精 度 要 求 高、未 知 扰 动 多 的 复 杂 系 统。新能源发电的进入使电力系统总发电单位数量 大幅度增长，系统中 可 调 度 容 量 与 可 调 度 电 力 所 占 比 例 大 幅 度 降 低 ，随 机 扰 动 性 进 一 步 增 强 ，从 而 导 致 系 统 的 可 控 性 降 低 ，安 全 风 险 增 大 。
３）整体性。 新 能 源 电 力 系 统 中，随 着 新 能 源 发 电比例的上升，传统 电 力 系 统 “发 输 配 售 用”的 功 能 界限将逐渐趋于模糊。利用可控发电机组和需求侧 响 应 （ＤＲ）技 术 应 对 新 能 源 发 电 的 随 机 波 动 性 ，可 以 形 成 多 能 源 互 补 的 协 同 机 制 ，实 现 源 网 荷 多 元 协 调 ， 从而使得整个电力系统成为一个不可分割的整体。
４）智能性。 在 智 能 电 网 的 宏 观 背 景 下，新 能 源 电力系统的诸多 环 节，例 如：新 能 源 发 电 并 网 消 纳、 电动汽车与储能、ＤＲ 等，都需要建立在先进的网络 信 息 系 统 、智 能 控 制 与 管 理 系 统 以 及 大 数 据 处 理 、云 计算等技术的基 础 上。 因 此，整 个 新 能 源 电 力 系 统 表现出很强的智能性特征。
然 而 ，与 传 统 能 源 不 同 ，新 能 源 供 给 受 自 然 环 境 影 响 ，具 有 很 强 的 随 机 性 ，通 常 难 以 准 确 预 测 。 当 大 规模新能源发电接 入 后，上 述 特 性 将 对 电 力 系 统 的 运行控制带来显著影响 。 ［３－４］ 与传统电力系 统 相 比， 新能源电力系统具有以下特征。
（１．新能源电力系统国家重点实验室，华北电力大学，北京市 １０２２０６；２．华北电力大学经济与管理学院，北京市 １０２２０６； ３．国网四川省电力公司客户服务中心，成都市 ６１００４１）
摘要：化石能源短缺和节能减排的双重压力促使中国能源发展方式亟待转型调整。 随着新能源发 电 的 规 模 化 并 网 应 用 ，传 统 电 网 正 在 逐 步 向 着 新 能 源 电 力 系 统 方 向 演 变 ，并 对 其 运 行 控 制 带 来 显 著 的 影 响 。 作 为 一 类 虚 拟 可 控 资 源 ，在 新 能 源 电 力 系 统 中 考 虑 需 求 侧 响 应 （ＤＲ）可 有 效 克 服 新 能 源 发 电 的 间 歇 性 问 题 ，提 高 电 网 对 新 能 源 的 利 用 效 率 ，实 现 源 荷 互 动 与 协 同 增 效 。 文 中 首 先 简 要 介 绍 了 新能源电力系统的基本特征及内涵理念；其次，根 据 资 源 的 分 类 及 特 点，总 结 了 不 同 类 型 ＤＲ 对 新 能源电力系统的潜在贡献及作用影响；在此基础上，从规 划、运 行、控 制、评 价 这 ４ 个 维 度 对 新 能 源 电力系统中 ＤＲ 问题的研究情况进行了总结，并 就 上 述 领 域 值 得 进 一 步 关 注 的 研 究 方 向 给 出 了 相 关建议；最后，结合当前 国 情，对 推 动 新 能 源 电 力 背 景 下 ＤＲ 应 用 及 其 保 障 机 制 建 设 提 出 了 一 些 建议。
第 ３９ 卷 第 １７ 期 ２０１５ 年 ９ 月 １０ 日 ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１５０４０８０１０
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．１７Ｓｅｐｔ．１０，２０１５
新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望
曾 博１，杨 雍 琦１，２，段 金 辉１，２，曾 鸣１，２，欧 阳 邵 杰１，２，李 晨３